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摘要:针对压力容器的无损检测,提出包含表面检测、超声检测、射线检测、涡流检测、声发射检测、磁记忆检测、漏磁检测在内的多种检测方法,提出不同检测方法的原理、特点和适用范围,旨在为实际的检测工作中选择合理可行的无损检测方法提供参考借鉴,保证无损检测顺利完成,并达到理想的检测结果。
关键词:压力容器;无损检测
压力容器属于特种承压设备,如果发生泄漏与爆炸,将引起灾难性事故,造成巨大的经济损失和人员伤亡。对此,必须重视和做好压力容器的无损检测,采用适宜的检测方法。
1表面检测
该方法在停产检验过程中得到了广泛应用,可采用这一方法进行检测的位置包括焊缝、焊疤及螺栓。对于铁磁性材料,可采用磁粉法进行检测,当内部照明条件较差时,可借助荧光磁粉法进行检测,对于外部检测,借助湿式黑磁粉法进行,若角焊缝不能采用磁粉法进行检测,则可采用渗透法进行检测。对于非铁磁性材料,可采用渗透法进行检测,内部检测借助荧光渗透法进行,待检测表面黑光强度需要达到1000μW/cm2,而外部检测可借助着色渗透法进行。
2超声检测
采用该方法能确定对接焊缝中是否存在缺陷,还能确定焊缝中存在的表面裂纹。如果容器的外部存在保温覆盖层,则可以从内部对外表面进行检测,确定是否存在裂纹。该方法也能对锻件与高压螺栓进行检测,确认是否存在裂纹。因超声波探伤仪具有体积较小、质量轻、容易携带与操作等特点,所以在当前的无损检测中得到了十分广泛的应用。该方法另外一个特点为能检测出缺陷高度,这对之后的安全评定而言是十分重要的。
3射线检测
该方法主要对板厚相对较小的容器进行检测,确定埋藏于内部的各个缺陷,厚度较薄的板进行射线检测是有很大难度的。对于检测人员无法进入的容器和无法进行超声检测的容器中,可利用同位素实施射线照相。除此之外,该方法还能对正处使用状态的容器进行检验,并对发现的各项缺陷实施复验,从而确定缺陷属于哪一种类型和基本性质,为之后的缺陷整改奠定良好基础,提供可靠的参考依据。
4涡流检测
对于正处在使用状态的容器,采用该方法能对换热管实际腐蚀状态进行检测,并能检测确定焊缝表面是否存在裂纹。探头主要为内穿过式,当换热管为非铁磁性时,采用普通的涡流检测方法即可,而当换热管为铁磁性时,需进行远场涡流检测,通过检测,能确定由于腐蚀产生的厚度减薄、穿孔与蚀坑。穿过式线圈涡流检测如图1所示。
近几年,我国新研发出一种采用电流扰动磁敏探头的新涡流检测方法,用这一方法对焊缝表面进行裂纹检测时,允许焊缝表面相对粗糙,也可带有防腐层,也就是说无需过多的预处理就能进行检测,可实现快速检测目标;另外,该方法还能用于停产检验,先用这项技术实施快速检测,再对可疑的位置采用磁粉检测或渗透检测来复验,从而确定裂纹大小与位置。
5声发射检测
声发射在压力容器中的应用能检测出活动性缺陷,当然也能对已知的缺陷实施活性评价。该方法的特点为需要在检测时对待检容器做适当加载,加载方法包括水压试验、气压试验及直接利用工作介质来加载。针对容器的活性缺陷,加载时利用若干传感器对壳体实施整体监测,用以确定活性声发射源,再利用活性声发射源对表面及内部实施缺陷检测,发现并及时排除所有干扰源,找出潜在缺陷。评价各已知缺陷的实际活性,主要是在加载时对不同的已知缺陷实施声发射监测,若加载时缺陷处没有声发射定位源,说明该缺陷为非活性;相反,若有很多声发射定位源,则说明该缺陷具有活性。
6磁记忆检测
采用该方法能确定高应力集中处,高应力集中处会由于应力腐蚀现象而开裂,或产生疲劳性损伤,但设备的温度较高时,还会產生一定程度的蠕变损伤。该检测方法在上世纪九十年代初期被提出,在九十年代后期得到广泛应用和快速发展,主要检测应力集中缺陷与疲劳损伤。该检测方法的原理为:由于铁磁件受载时应力与变形范围内磁状态将发生不可逆的变化,所以在这一区域中将发生重新取向,这种变化不仅会在荷载全部消除后依然保留,而且还和最大作用应力有直接关系。大多借助磁记忆检测装置扫描和排查容器中的焊缝,以此找出应力峰值的具体焊缝,再对这些焊缝采用其它检测手段进行检测与分析,最终找出裂纹等缺陷或损伤。
7漏磁检测
该方法主要检测容器壳体上可能产生的点腐蚀问题,很多压力容器,工作人员都无法进入到它的内部进行检查,而且还有一些压力容器即便使用内窥镜也无法进行检查,同时,采用超声波进行探伤与测厚不能确定点腐蚀实际分布情况,而采用超声法进行探伤时,需要对表面实施打磨处理。针对这种情况,就可以采用漏磁检测法进行检测,在保留油漆层的情况下直接进行扫描,在容器的外部就能确定腐蚀坑深度及大小。由于该方法存在以上特点,所以还能对容器进行在线检测,确定容器的实际运行状态。
8结束语
综上所述,由于压力容器结构和使用的特殊性,采用常规检测手段无法进行,为了确定压力容器的实际情况,需要进行无损检测。目前可用于压力容器的无损检测方法有很多,不同方法采用不同的检测原理,具有不同的特点,在实际工作中需要根据容器实际情况选择,以此保证检测结果的准确性与可靠性。
参考文献:
[1]李光海, 刘时风, 沈功田. 压力容器无损检测——漏磁检测技术[J]. 无损检测, 2014(12):42-46.
[2]姚力, 胡学知, 范吕慧. 压力容器无损检测——磁粉检测技术[J]. 无损检测, 2014(06):30-34.
[3]邱宪民. 在压力容器无损检测中声发射技术的运用[J]. 黑龙江科技信息, 2015(11):46-47+11.
关键词:压力容器;无损检测
压力容器属于特种承压设备,如果发生泄漏与爆炸,将引起灾难性事故,造成巨大的经济损失和人员伤亡。对此,必须重视和做好压力容器的无损检测,采用适宜的检测方法。
1表面检测
该方法在停产检验过程中得到了广泛应用,可采用这一方法进行检测的位置包括焊缝、焊疤及螺栓。对于铁磁性材料,可采用磁粉法进行检测,当内部照明条件较差时,可借助荧光磁粉法进行检测,对于外部检测,借助湿式黑磁粉法进行,若角焊缝不能采用磁粉法进行检测,则可采用渗透法进行检测。对于非铁磁性材料,可采用渗透法进行检测,内部检测借助荧光渗透法进行,待检测表面黑光强度需要达到1000μW/cm2,而外部检测可借助着色渗透法进行。
2超声检测
采用该方法能确定对接焊缝中是否存在缺陷,还能确定焊缝中存在的表面裂纹。如果容器的外部存在保温覆盖层,则可以从内部对外表面进行检测,确定是否存在裂纹。该方法也能对锻件与高压螺栓进行检测,确认是否存在裂纹。因超声波探伤仪具有体积较小、质量轻、容易携带与操作等特点,所以在当前的无损检测中得到了十分广泛的应用。该方法另外一个特点为能检测出缺陷高度,这对之后的安全评定而言是十分重要的。
3射线检测
该方法主要对板厚相对较小的容器进行检测,确定埋藏于内部的各个缺陷,厚度较薄的板进行射线检测是有很大难度的。对于检测人员无法进入的容器和无法进行超声检测的容器中,可利用同位素实施射线照相。除此之外,该方法还能对正处使用状态的容器进行检验,并对发现的各项缺陷实施复验,从而确定缺陷属于哪一种类型和基本性质,为之后的缺陷整改奠定良好基础,提供可靠的参考依据。
4涡流检测
对于正处在使用状态的容器,采用该方法能对换热管实际腐蚀状态进行检测,并能检测确定焊缝表面是否存在裂纹。探头主要为内穿过式,当换热管为非铁磁性时,采用普通的涡流检测方法即可,而当换热管为铁磁性时,需进行远场涡流检测,通过检测,能确定由于腐蚀产生的厚度减薄、穿孔与蚀坑。穿过式线圈涡流检测如图1所示。
近几年,我国新研发出一种采用电流扰动磁敏探头的新涡流检测方法,用这一方法对焊缝表面进行裂纹检测时,允许焊缝表面相对粗糙,也可带有防腐层,也就是说无需过多的预处理就能进行检测,可实现快速检测目标;另外,该方法还能用于停产检验,先用这项技术实施快速检测,再对可疑的位置采用磁粉检测或渗透检测来复验,从而确定裂纹大小与位置。
5声发射检测
声发射在压力容器中的应用能检测出活动性缺陷,当然也能对已知的缺陷实施活性评价。该方法的特点为需要在检测时对待检容器做适当加载,加载方法包括水压试验、气压试验及直接利用工作介质来加载。针对容器的活性缺陷,加载时利用若干传感器对壳体实施整体监测,用以确定活性声发射源,再利用活性声发射源对表面及内部实施缺陷检测,发现并及时排除所有干扰源,找出潜在缺陷。评价各已知缺陷的实际活性,主要是在加载时对不同的已知缺陷实施声发射监测,若加载时缺陷处没有声发射定位源,说明该缺陷为非活性;相反,若有很多声发射定位源,则说明该缺陷具有活性。
6磁记忆检测
采用该方法能确定高应力集中处,高应力集中处会由于应力腐蚀现象而开裂,或产生疲劳性损伤,但设备的温度较高时,还会產生一定程度的蠕变损伤。该检测方法在上世纪九十年代初期被提出,在九十年代后期得到广泛应用和快速发展,主要检测应力集中缺陷与疲劳损伤。该检测方法的原理为:由于铁磁件受载时应力与变形范围内磁状态将发生不可逆的变化,所以在这一区域中将发生重新取向,这种变化不仅会在荷载全部消除后依然保留,而且还和最大作用应力有直接关系。大多借助磁记忆检测装置扫描和排查容器中的焊缝,以此找出应力峰值的具体焊缝,再对这些焊缝采用其它检测手段进行检测与分析,最终找出裂纹等缺陷或损伤。
7漏磁检测
该方法主要检测容器壳体上可能产生的点腐蚀问题,很多压力容器,工作人员都无法进入到它的内部进行检查,而且还有一些压力容器即便使用内窥镜也无法进行检查,同时,采用超声波进行探伤与测厚不能确定点腐蚀实际分布情况,而采用超声法进行探伤时,需要对表面实施打磨处理。针对这种情况,就可以采用漏磁检测法进行检测,在保留油漆层的情况下直接进行扫描,在容器的外部就能确定腐蚀坑深度及大小。由于该方法存在以上特点,所以还能对容器进行在线检测,确定容器的实际运行状态。
8结束语
综上所述,由于压力容器结构和使用的特殊性,采用常规检测手段无法进行,为了确定压力容器的实际情况,需要进行无损检测。目前可用于压力容器的无损检测方法有很多,不同方法采用不同的检测原理,具有不同的特点,在实际工作中需要根据容器实际情况选择,以此保证检测结果的准确性与可靠性。
参考文献:
[1]李光海, 刘时风, 沈功田. 压力容器无损检测——漏磁检测技术[J]. 无损检测, 2014(12):42-46.
[2]姚力, 胡学知, 范吕慧. 压力容器无损检测——磁粉检测技术[J]. 无损检测, 2014(06):30-34.
[3]邱宪民. 在压力容器无损检测中声发射技术的运用[J]. 黑龙江科技信息, 2015(11):46-47+11.